A Variável Faltante: Fator de Potência
Não se pode calcular corrente apenas de kVA. kVA (Potência Aparente) ≠ kW (Potência Real). A ponte é o Fator de Potência (FP).
kW = kVA × FP
I (Amperes) = kW / (V × FP) = kVA / V (para monofásico)
Espere — mais simples: Por definição, S (VA) = V × I. Então para monofásico:
I = kVA × 1000 / V
O Fator de Potência determina a potência real (kW) que a carga consome e a autonomia da bateria do UPS, mas a capacidade de corrente de saída do UPS é determinada por sua classificação kVA e tensão de saída.
Cálculos para Tensões Padrão
| Tensão do Sistema | Fórmula | Corrente Carga Plena (5 kVA) |
|---|
| 120V (EUA/Canadá Residencial) | 5000 VA / 120V | 41,7 A |
| 208V (EUA Comercial 3-F Fase-Neutro) | 5000 VA / 208V | 24,0 A |
| 230V (EU/UK/AU Padrão) | 5000 VA / 230V | 21,7 A |
| 240V (EUA Residencial Grande / Alguns Comerciais) | 5000 VA / 240V | 20,8 A |
| 277V (EUA 480Y/277 Fase-Neutro) | 5000 VA / 277V | 18,1 A |
Por Que o Fator de Potência Ainda Importa
- Corrente de Entrada (da concessionária/gerador): Ient = (kVA × 1000) / (Vent × FPent × η). Um UPS 5kVA com FP=0,9 entrada consome mais corrente entrada que um com FP=1,0.
- Autonomia Bateria: Carga real (kW) = 5kVA × FPcarga. Um 5kVA UPS em FP=0,8 entrega 4kW real. Em FP=0,6, apenas 3kW. Baterias drenam mais rápido em FP menor para mesmo kVA.
- Compatibilidade Carga: Folha espec UPS lista máx kW (ex.: "5kVA / 4,5kW" = FP 0,9). Seu carga total kW deve ser ≤ nominal kW UPS. Total kVA deve ser ≤ nominal kVA UPS.
- Fator de Crista: Cargas não-lineares (fontes chaveadas) têm alta razão pico/médio corrente. UPS deve suportar corrente pico sem distorção (spec: Fator Crista 3:1 típico).
Dimensionamento Fio e Disjuntor (Exemplo NEC: 120V, 5kVA UPS)
- Corrente Carga Plena: 41,7A.
- Carga Contínua (NEC 210.19, 215.2): 125% × 41,7A = 52,1A.
- Condutor: 6 AWG Cu (65A @ 75°C) ou 4 AWG Al (65A @ 75°C).
- Disjuntor: 60A (próximo tamanho padrão ≥ 52,1A, ≤ ampacidade condutor).
- Eletroduto: 3/4" ou 1" (EMT/PVC) para 3 condutores (F, N, T) + possível neutro compartilhado.
Dados de Plaqueta UPS: O Que Procurar
- Saída: 5kVA / 4,5kW (FP 0,9)
- Tensão Saída: 120V / 208V / 230V / 240V (selecionável ou fixa)
- Corrente Saída: 41,7A @ 120V / 20,8A @ 240V
- Entrada: 5,5kVA / 5,0kW (FP 0,99 c/ PFC)
- Corrente Entrada: 45,8A @ 120V
- Bateria: 12V × 20 (barramento 240V CC) ou 48V / 96V / 192V CC
- Sobrecarga: 105% 10min, 125% 1min, 150% 10s
Nota sobre UPS Trifásico
Se for UPS 5kVA trifásico (raro, geralmente 10kVA+):
I = kVA × 1000 / (√3 × VLL)
- 208V LL: 5000 / (1,732 × 208) = 13,9A por fase
- 400V LL: 5000 / (1,732 × 400) = 7,2A por fase
- 480V LL: 5000 / (1,732 × 480) = 6,0A por fase
Conclusão
Para um UPS monofásico 5kVA, a corrente de saída é simplesmente 5000 / Vsaída. Em 120V → 41,7A. Em 240V → 20,8A. Dimensionar fios/disjuntores a 125% disso. Verifique folha espec UPS para sua tensão de saída nominal, nominal kW (FP), corrente entrada, e curvas sobrecarga. São os dados de engenharia que você precisa.
